KR20220139029A - 저진공 방식 윤활유 재생장치 - Google Patents

저진공 방식 윤활유 재생장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 윤활유의 재생 효율을 향상시킬 수 있는 저진공 방식 윤활유 재생장치를 개시한다. 본 발명은 1차 필터부, 이온교환 필터부, 2차 필터부, 저진공 방식 수분 제거부, 정제유 배출부, 윤활유 오염도 측정부와 제어부로 구성되어 있다. 1차 필터부는 오일 탱크로부터 펌프의 작동에 의해 공급되는 윤활유에 함유되어 있는 입자 오염물을 1차로 제거한다. 이온교환 필터부는 1차 필터부의 하류에 배치되어 윤활유에 함유되어 있는 용해 상태의 오염물을 제거한다. 2차 필터부는 이온교환 필터부의 하류에 배치되어 윤활유에 함유되어 있는 입자 오염물을 2차로 제거한다. 저진공 방식 수분 제거부는 2차 필터부의 하류에 배치되어 윤활유에 함유되어 있는 수분을 저진공 분위기에서 제거한다. 정제유 배출부는 저진공 방식 수분 제거부로부터 수분이 제거되어 있는 정제유를 배출한다. 윤활유 오염도 측정부는 1차 필터부로부터 윤활유 중 일부를 저진공 방식 수분 제거부로 보내면서 윤활유의 오염도를 측정한다. 제어부는 윤활유 오염도 측정부에 의해 측정되는 윤활유의 오염도에 따라 1차 필터부를 거친 윤활유를 이온교환 필터부와 저진공 방식 수분 제거부 중 어느 하나로 보낸다. 본 발명에 의하면, 윤활유에 함유되어 있는 입자 오염물과 용해 상태의 오염물을 제거한 후, 저진공 분위기에서 윤활유의 수분을 효율적으로 제거하여 윤활유의 재생 효율을 향상시킬 수 있으며, 윤활유의 재활용도를 높여 비용을 절감할 수 있고, 윤활유의 상태와 가동 조건을 모니터링하여 윤활유의 상태에 따라 최적의 조건으로 가동시킬 수 있다.

Description

저진공 방식 윤활유 재생장치{LOW VACUUM TYPE LUBRICANT REGENERATION EQUIPMENT}
본 발명은 윤활유 재생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저진공 분위기에서 윤활유의 수분을 효율적으로 제거함과 아울러 윤활유에 함유되어 있는 입자 오염물과 용해 상태의 오염물을 제거 및 모니터링(Monitering)하여 윤활유의 재생 효율을 향상시킬 수 있는 저진공 방식 윤활유 재생장치에 관한 것이다.
윤활유의 용도는 운송기관용, 산업기계용, 선박용, 금속가공유 등으로 구분되고 있으며, 주로 원유의 정제 과정에서 얻은 기유(Base oil)를 원료로 하여 사용 목적에 맞게 배합비 및 첨가제 투입 등이 연구되어 개발되거나 폴리알파올레핀(Poly alpha-olefin)과 같은 화학적 합성의 과정을 통해 개발되고 있다. 윤활유는 상당 부분 재생 또는 정제되어 정제유로 재활용되고 있다. 또한, 폐윤활유는 환경오염의 방지와 자원의 재활용을 목적으로 세멘트 킬른(Cement kilns)과 화력발전소의 직접 연료로 사용하여 에너지원으로 재활용하거나 정제 과정을 거쳐 연료유 또는 재생 윤활기유로 재활용 되고 있다. 근래에 폐윤활유의 열분해 생성유 중의 타르 및 악취의 발생을 대폭 감소시키고, 색도를 향상시켜 고급연료유를 생산하는 안정화 기술과 폐윤활유로부터 고급 재생 윤활기유를 생산하는 공정이 개발되어 상용화되고 있다.
윤활유 재생장치의 일례로 한국 등록특허 제10-1706072호 '터빈유 전용 여과기'는 터빈유의 입자 오염물을 1차로 제거하는 1차 필터부와, 터빈유의 산과 슬러지를 제거하는 이온수지 필터부와, 이온수지 필터부를 통해 여과된 터빈유의 입자 오염물을 2차로 제거하고 레진의 유출을 막아주는 2차 필터부와, 1차 필터부를 통해 여과된 터빈유의 수분을 제거하는 수분 제거부를 포함한다. 수분 제거부는 1차 필터부를 통해 여과된 터빈유의 수분을 제거하는 멤브레인 필터와, 멤브레인 필터를 통해 여과된 터빈유 샘플을 채취하는 샘플링 포트를 포함한다. 이온수지 필터부는 멤브레인 필터를 통해 여과된 터빈유의 산과 슬러지를 제거하는 이온수지 필터와, 이온수지 필터를 통해 여과된 터빈유 샘플을 채취하는 샘플링 포트를 포함한다. 이온수지 필터는 산 제거 및 슬러지 흡착을 위한 약염기성 음이온교환 수지와 강산성 양이온 교환수지로 구성되고, 색흡착을 위한 색흡착 레진을 포함한다. 이 특허 문헌의 여과기는 터빈유를 2개의 필터, 멤브레인 필터와 이온수지 필터를 통해 여과시켜 산업유의 오염물인 수분과 미세 입자를 제거한다. 또한, 산업유의 열화에 의해 발생되는 열화물질인 산과 슬러지를 제거한다. 위 특허문헌에 개시되어 있는 내용은 본 명세서에 참고로 포함된다.
상기한 바와 같은 여과기는 1차 필터부와 이온 수지 필터부 사이에서 멤브레인 필터에 의해 수분을 제거하기 때문에 멤브레인 필터가 입자 오염물에 의해 폐색되어 효율을 저하시키는 문제가 있다. 또한, 윤활유의 정제 및 재사용을 위해서는 사용유(Used oil)의 오염, 설비에 영향 유무 등을 실시간으로 모니터링하여 재생 장치를 제어할 수 있는 기술이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 윤활유 재생장치의 여러 가지 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 윤활유에 함유되어 있는 입자 오염물과 용해 상태의 오염물을 제거한 후, 저진공 분위기에서 윤활유의 수분을 효율적으로 제거하여 윤활유의 재생 효율을 향상시킬 수 있으며, 윤활유의 재활용도를 높여 비용을 절감할 수 있는 새로운 저진공 방식 윤활유 재생장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 윤활유의 수분, 오염도, 온도 등의 상태와 진공도, 정제유의 수위 등의 가동 조건을 모니터링하여 윤활유의 상태에 따라 최적의 조건으로 가동시킬 수 있는 새로운 저진공 방식 윤활유 재생장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, 진공 챔버에 저장되는 정제유의 수위에 따라 정제유의 배출과 가동을 제어할 수 있는 새로운 저진공 방식 윤활유 재생장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 저진공 방식 윤활유 재생장치가 제공된다. 본 발명에 따른 저진공 방식 윤활유 재생장치는, 오일 탱크로부터 펌프의 작동에 의해 공급되는 윤활유에 함유되어 있는 입자 오염물을 1차로 제거하는 1차 필터부와; 1차 필터부의 하류에 배치되어 윤활유에 함유되어 있는 용해 상태의 오염물을 제거하는 이온교환 필터부와; 이온교환 필터부의 하류에 배치되어 윤활유에 함유되어 있는 입자 오염물을 2차로 제거하는 2차 필터부와; 2차 필터부의 하류에 배치되어 윤활유에 함유되어 있는 수분을 저진공 분위기에서 제거하는 저진공 방식 수분 제거부와; 저진공 방식 수분 제거부로부터 수분이 제거되어 있는 정제유를 배출하는 정제유 배출부와; 1차 필터부로부터 윤활유 중 일부를 저진공 방식 수분 제거부로 보내면서 윤활유의 오염도를 측정하는 윤활유 오염도 측정부와; 윤활유 오염도 측정부에 의해 측정되는 윤활유의 오염도에 따라 1차 필터부를 거친 윤활유를 이온교환 필터부와 저진공 방식 수분 제거부 중 어느 하나로 보내는 제어부를 포함한다.
또한, 저진공 방식 윤활유 재생장치의 저진공 방식 수분 제거부는, 1차 필터부와 2차 필터부 중 어느 하나로부터 공급되는 윤활유를 가열하는 히터와; 히터의 하류에 배치되어 있고, 윤활유에 함유되어 있는 수분의 제거를 위하여 저진공 분위기를 조성하며, 윤활유의 공급을 위하여 위쪽에 위치하는 상류 영역과 정제유의 저장을 위하여 아래쪽에 위치하는 하류 영역을 갖는 저진공 챔버와; 1차 필터부와 2차 필터부 중 어느 하나로부터 공급되는 윤활유를 상류 영역에 분사하는 분사기와; 상류 영역과 하류 영역 사이에 윤활유의 체류 시간을 연장할 수 있도록 충전되어 있는 타워 패킹과; 상류 영역에 연결되어 수분을 배출하는 진공 펌프를 구비한다. 정제유 배출부는 하류 영역에 저장되어 있는 정제유를 펌핑하는 배출 펌프와, 배출 펌프와 연결되어 정제유를 오일 탱크와 저진공 챔버 중 어느 하나로 보내는 솔레노이드 밸브를 구비한다. 솔레노이드 밸브는 정제유의 수위가 저준위 레벨 센서에 의해 측정되는 저준위일 경우 정제유를 저진공 챔버로 되돌려 보내고, 정제유의 수위가 고준위 레벨 센서에 의해 측정되는 고준위일 경우 정제유를 오일 탱크로 보내도록 구성되어 있다. 제어부는 오일 오염도 센서에 의해 측정되는 윤활유의 오염도가 설정값 이상이면 윤활유를 이온교환 필터부로 공급하고, 윤활유의 오염도가 설정값 미만이면 윤활유를 저진공 챔버로 공급하도록 구성되어 있다.
본 발명에 따른 저진공 방식 윤활유 재생장치는, 윤활유에 함유되어 있는 입자 오염물을 입자 필터들에 의해 1차 및 2차로 제거하고, 용해 상태의 오염물을 이온교환 필터에 의해 제거한 후, 저진공 분위기에서 윤활유의 수분을 효율적으로 제거하여 윤활유의 재생 효율을 향상시킬 수 있으며, 윤활유의 재활용도를 높여 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다. 또한, 윤활유의 수분, 오염도, 온도 등의 상태와 진공도, 정제유의 수위 등의 가동 조건을 모니터링하여 윤활유의 상태에 따라 최적의 조건으로 가동시킬 수 있는 효과가 있다. 또한, 진공 챔버에 저장되는 정제유의 수위에 따라 정제유를 오일 탱크로 보내 재사용하거나 진공 챔버로 보내 수분을 제거시킴으로써, 정제유의 배출과 가동을 최적으로 제어할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 저진공 방식 윤활유 재생장치를 나타낸 계통도이다.
도 2는 본 발명에 따른 윤활유 재생장치에서 1차 필터부와 윤활유 오염도 측정부를 나타낸 계통도이다.
도 3은 본 발명에 따른 윤활유 재생장치에서 이온교환 필터부와 2차 필터부를 나타낸 계통도이다.
도 4는 본 발명에 따른 윤활유 재생장치에서 저진공 방식 수분 제거부와 정제유 배출부를 나타낸 계통도이다.
본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점들과 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되어지는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 분명해질 것이다. 본 발명을 설명하는 데 있어서 도면에 도시되어 있는 구성 요소의 크기나 형상 등은 설명의 명료성과 편의를 위해 과장되거나 단순화되어 나타날 수 있다. 또한, 본 발명의 구성 및 작용을 고려하여 특별히 정의된 용어들은 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 이러한 용어들은 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 저진공 방식 윤활유 재생장치에 대한 바람직한 실시예들을 첨부된 도면들에 의거하여 상세하게 설명한다.
먼저, 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 저진공 방식 윤활유 재생장치(10)는 오일 탱크(Oil tank: 20)와 파이프라인(30-1)에 의해 연결되어 윤활유(2) 또는 사용유에 함유되어 있는 입자 오염물을 1차로 제거하는 1차 필터부(100)를 구비한다. 윤활유(2)의 흐름을 제어하기 위한 밸브(22)와, 이물질의 여과를 위한 오일 석션 필터(Oil suction filter: 24)와, 윤활유(2)에 함유되어 있는 수분을 측정할 수 있도록 수분 센서(26) 각각이 파이프라인(30-1)에 순차적으로 연결되어 있다. 밸브(22)는 수동 밸브로 구성될 수 있다.
1차 필터부(100)는 오일 탱크(20)의 윤활유(2)를 펌핑하는 메인 펌프(Main pump: 102)와, 메인 펌프(102)의 출구 측에 연결되어 있는 5㎛ 필터(104)로 구성되어 있다. 메인 펌프(102)의 구동에 의해 윤활유(2)는 오일 셕션 필터(24)를 거쳐 5㎛ 필터(104)로 보내진다. 메인 펌프(102)의 양수량은 12ℓ/min으로 구성될 수 있다. 5㎛ 필터(104)는 5㎛ 이상의 입자 오염물 또는 고형 입자를 필터링하게 된다. 바이패스 라인(Baypass line: 106)이 윤활유(2)의 압력을 제어할 수 있도록 메인 펌프(102)의 입구 측과 출구 측에 연결되어 있다. 릴리프 밸브(Relief valve: 108)가 윤활유(2)의 압력을 제어할 수 있도록 바이패스 라인(106)에 장착되어 있다. 윤활유(2)의 압력이 설정 압력값 이상이면, 릴리프 밸브(108)는 바이패스 라인(106)을 개방하여 메인 펌프(102)의 출구 측으로부터 입구 측으로 윤활유(2)를 우회시켜 압력을 경감시킨다. 윤활유(2)의 설정 압력값 미만이면, 릴리프 밸브(108)는 바이패스 라인(106)을 폐쇄한다.
압력계(110)가 5㎛ 필터(104)의 입구 측 압력을 측정할 수 있도록 5㎛ 필터(104)의 입구 측에 연결되어 있다. 압력 검출 라인(112)이 5㎛ 필터(104)의 입구 측과 출구 측 사이에 연결되어 있다. 차압 스위치(Differential pressure switch: 114)가 상기 5㎛ 필터의 입구 측과 출구 측 사이의 차압을 검출할 수 있도록 압력 검출 라인(112)에 장착되어 있다. 차압 스위치(114)에 의해 검출되는 차압 신호가 설정 압력값 이상이면, 차압 스위치(114)의 작동에 의해 메인 펌프(102)의 구동을 정지시키거나 5㎛ 필터(104)의 폐색 신호를 출력한다.
도 1과 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 저진공 방식 윤활유 재생장치(10)는 1차 필터부(100)의 하류에 연결되어 윤활유(2)에 함유되어 있는 산(Acid), 슬러지(Sludge), 바니쉬(Varnish) 등 용해 상태의 오염물을 제거하는 이온교환 필터부(200)를 구비한다. 이온교환 필터부(200)의 이온교환 필터(202)는 파이프라인(30-2)에 의해 5㎛ 필터(104)와 연결되어 있다. 이온교환 필터(202)는 이온교환에 의해 윤활유(2)에 함유되어 있는 용해상태의 오염물을 제거하며, 윤활유(2)의 청정도를 높여 윤활유(2)와 설비의 수명을 증가시키고, 미세 입자를 발생시키지 않는다. 밸브(204)가 윤활유(2)의 배출을 위하여 이온교환 필터(202)에 연결되어 있다. 밸브(204)는 수동 밸브로 구성될 수 있다. 이온교환 필터(202)의 입구 측에 윤활유(2)의 압력을 측정할 수 있도록 압력계(206)가 장착되어 있다. 윤활유(2)의 역류를 방지하기 위한 체크 밸브(Check valve: 208)와 윤활유(2)의 흐름 방향을 제어하기 위한 삼방 밸브(Three way valve: 210)가 파이프라인(30-2)에 장착되어 있다. 삼방 밸브(210)의 제1 포트(210a)와 제2 포트(210b)는 5㎛ 필터(104)와 이온교환 필터(202)를 연결하도록 구성되어 있다.
본 발명에 따른 저진공 방식 윤활유 재생장치(10)는 파이프라인(30-3)에 의해 이온교환 필터(202)의 하류에 연결되어 윤활유(2)에 함유되어 있는 입자 오염물을 2차로 제거하는 2차 필터부(300)를 구비한다. 2차 필터부(300)는 2㎛ 필터(302)로 구성되어 1차 필터부(100)에서 여과되지 않은 2㎛ 크기의 입자 오염물을 제거한다. 압력 검출 라인(304)이 2㎛ 필터(302)의 입구 측과 출구 측 사이에 연결되어 있다. 차압 스위치(306)가 2㎛ 필터(302) 내의 차압에 따라 메인 펌프(102)의 구동을 제어할 수 있도록 압력 검출 라인(304)에 장착되어 있다. 압력계(308)가 2㎛ 필터(302) 내의 압력에 따라 메인 펌프(102)의 구동을 제어할 수 있도록 2㎛ 필터(302)의 출구 측에 장착되어 있다.
도 1과 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 저진공 방식 윤활유 재생장치(10)는 2차 필터부(300)의 하류에 연결되어 윤활유(2)에 함유되어 있는 수분을 제거하는 저진공 방식 수분 제거부(400)를 구비한다. 저진공 방식 수분 제거부(400)는 파이프라인(30-4)에 의해 2차 필터부(300)와 연결되어 있다. 체크 밸브(402)가 윤활유(2)의 역류를 방지할 수 있도록 파이프라인(30-4)에 장착되어 있다. 저진공 방식 수분 제거부(400)는 히터(Heater: 410)와 저진공 챔버(Low vacuum chamber: 420)로 구성되어 있다.
히터(410)는 2차 필터부(300)로부터 공급되는 윤활유(2)를 소정의 온도로 가열한다. 저진공 챔버(420)는 히터(410)를 거친 윤활유(2)에 함유되어 있는 수분을 저진공 분위기에서 증발시켜 윤활유(2)로부터 제거한다. 저진공 챔버(420)의 진공도는 -0.4 내지 -0.6바(Bar)이다. 저진공 챔버(420)는 윤활유(2)가 공급되는 위쪽에 위치하는 상류 영역(Upstream area: 420-1)과 정제유(4)를 저장 및 배출하기 위하여 아래쪽에 위치하는 하류 영역(Downsream area: 420-2)를 갖는다. 분사기(422)가 저진공 챔버(420) 내에 윤활유(2)를 분사할 수 있도록 상류 영역(420-1)에 장착되어 있다. 삼방 밸브(210)의 제1 포트(210a)와 제3 포트(210c)는 파이프라인(30-5)에 의해 5㎛ 필터(104)의 출구 측과 분사기(422)를 연결하도록 구성되어 있다.
분사되는 윤활유(2)의 체류 시간을 연장시킬 수 있도록 저진공 챔버(420) 안에 타워 패킹(Tower packing: 424)이 충전되어 있다. 타워 패킹(424)은 분사기(422)의 아래쪽에 층을 이루도록 충전되어 상류 영역(420-1)과 하류 영역(420-2)를 구획한다. 상류 영역(420-1)에서 수분이 제거된 정제유(4)는 타워 패킹(424)을 통과하여 하류 영역(420-2)에 저장된다. 타워 패킹(424)은 폴링(Pall ring), 라시히링(Raschig ring) 등으로 구성되어 있다.
진공 게이지(Vacuum gauge: 426)가 저진공 챔버(420) 안의 진공도를 측정할 수 있도록 상류 영역(420-1)에 연결되어 있다. 진공 조절 밸브(428) 또는 유량 제어 밸브가 저진공 챔버(420) 안의 진공도를 조절할 수 있도록 상류 영역(420-1)에 연결되어 있다. 에어 브리더(Air breather: 430)가 진공 조절 밸브(428)를 통한 수분이나 오염 입자의 유입을 방지하기 위하여 진공 조절 밸브(428)에 연결되어 있다. 레벨 게이지(Level gauge: 432)가 저진공 챔버(420) 안의 윤활유(2)의 수위를 측정할 수 있도록 저진공 챔버(420)의 한쪽에 장착되어 있다. 레벨 게이지(432)는 상류 영역(420-1)과 하류 영역(420-2)을 연결하도록 구성되어 있다.
온도 센서(434)가 저진공 챔버(420)의 온도를 측정할 수 있도록 하류 영역(420-2)에 연결되어 있다. 히터(410)의 작동은 온도 센서(434)에 의해 측정되는 저진공 챔버(420)의 온도에 따라 제어된다. 저준위, 고준위 및 임계준위 레벨 센서(Low, high and critical level sensor: 436-1, 436-2, 436-3)가 하류 영역(420-2)에 저장되는 있는 정제유(4)의 수위를 측정할 수 있도록 하류 영역(420-2)에 연결되어 있다. 드레인 밸브(Drain valve: 438)가 저진공 챔버(420)로부터 정제유(4)를 배출할 수 있도록 하류 영역(420-2)에 연결되어 있다. 드레인 밸브(438)는 수동 밸브로 구성될 수 있다.
저진공 방식 수분 제거부(400)는 저진공 챔버(420)의 진공도를 제어하기 위한 진공 펌프(Vacuum pump: 440)를 구비한다. 진공 펌프(440)는 진공 분위기의 조성을 위하여 파이프라인(30-6)에 의해 상류 영역(420-1)에 연결되어 있다. 진공 센서(Vacuum sensor: 442) 또는 압력 스위치가 진공 펌프(440)의 압력을 측정할 수 있도록 파이프라인(30-6)를 통해 상류 영역(420-1)에 연결되어 있다. 드레인 밸브(444)가 진공 펌프(440)의 작동에 필요한 윤활유 양의 배출을 위하여 진공 펌프(440)에 연결되어 있다. 드레인 밸브(444)는 수동 밸브로 구성되어 진공 펌프(440)를 개폐시키게 된다. 배기 필터(446)가 기화되어 있는 윤활유를 진공 펌프(440)의 출구 측에 연결되어 있다. 투명한 수분 배기 호스(448)가 파이프라인(30-6)에 연결되어 있다. 진공 펌프(440)의 작동에 의해 저진공 챔버(420)로부터 파이프라인(30-6)을 통하여 기화되어 배출되는 유분 및 수분은 수분 배기 호스(448)를 지나게 된다. 작업자는 수분 배기 호스(448)를 통해 수분이 맺히는 것을 육안으로 확인할 수 있다.
본 발명에 따른 저진공 방식 윤활유 재생장치(10)는 저진공 챔버(420)로부터 정제유(4)를 배출하기 위한 정제유 배출부(500)를 구비한다. 정제유 배출부(500)는 파이프라인(30-7)에 의해 하류 영역(420-2)에 연결되어 있다. 정제유 배출부(500)는 저진공 챔버(420)로부터 정제유(4)를 펌핑하여 배출시키는 배출 펌프(502)와, 배출 펌프(502)의 하류에 연결되어 정제유(4)의 수위에 따라 정제유(4)를 오일 탱크(20)나 저진공 챔버(420) 중 어느 하나로 보내는 솔레노이드 밸브(Solenoid valve: 504)로 구성되어 있다. 정제유(4)의 수위가 저준위일 경우, 정제유(4)는 솔레노이드 밸브(504)의 작동에 의해 파이프라인(30-7)과 연결되어 있는 파이프라인(30-8)을 통해 저진공 챔버(420)로 되돌려 보내진다. 정제유(4)의 수위가 고준위일 경우, 정제유(4)는 솔레노이드 밸브(504)의 작동에 의해 파이프라인(30-9)를 통해 오일 탱크(20)로 보낸다. 체크 밸브(510)가 정제유(4)의 역류를 방지하기 위하여 파이프라인(30-9)에 장착되어 있다. 정제유(4)의 수위가 임계준위일 경우, 윤활유 재생장치(10)의 가동이 정지된다.
바이패스 라인(506)이 정제유(4)의 압력을 제어할 수 있도록 배출 펌프(502)의 입구 측과 출구 측에 연결되어 있다. 릴리프 밸브(508)가 정제유(4)의 압력을 제어할 수 있도록 바이패스 라인(506)에 장착되어 있다. 정제유(4)의 압력이 설정 압력값 이상이면, 릴리프 밸브(508)는 바이패스 라인(506)을 개방하여 배출 펌프(502)의 출구 측으로부터 입구 측으로 정제유(4)를 우회시켜 압력을 경감시킨다. 정제유(4)의 설정 압력값 미만이면, 릴리프 밸브(508)는 바이패스 라인(506)을 폐쇄한다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 저진공 방식 윤활유 재생장치(10)는 윤활유(2)의 오염도를 측정하기 위한 윤활유 오염도 측정부(600)를 구비한다. 윤활유 오염도 측정부(600)는 5㎛ 필터(104)의 입구 측으로부터 윤활유(2) 중 일부를 저진공 챔버(420)로 보내면서 윤활유 오염도를 측정한다. 윤활유 오염도 측정부(600)는 서브펌프(602), 오일 오염도 센서(Oil contamination sensor: 604)와 릴리프 밸브(606)로 구성되어 있다.
서브펌프(602)는 파이프 라인(30-10)에 의해 5㎛ 필터(104)의 입구 측에 연결되어 있다. 서브펌프(602)의 양수량은 0.2ℓ/min으로 구성될 수 있다. 오일 오염도 센서(604)는 서브펌프(602)의 출구 측에 연결되어 윤활유(2)의 오염도를 측정한다. 릴리프 밸브(606)는 오일 오염도 센서(604)의 하류에 연결되어 하류의 압력을 제어한다. 바이패스 라인(608)이 서브펌프(602)의 출구 측과 릴리프 밸브(606)의 출구 측 사이에 연결되어 있다. 릴리프 밸브(610)가 오일 오염도 센서(606)의 안전을 위해 윤활유(2)의 압력을 제어할 수 있도록 바이패스 라인(608)에 장착되어 있다. 샘플링 밸브(Sampling valve: 612)가 윤활유 오염도 측정부(600)를 거친 윤활유(2)의 시료를 채취할 수 있도록 저진공 챔버(420)의 하류 영역(420-2)과 윤활유 오염도 측정부(600)의 릴리프 밸브(606)를 연결하는 파이프라인(30-11)에 장착되어 있다. 샘플링 밸브(612)는 수동 밸브로 구성될 수 있다. 작업자는 샘플링 밸브(612)를 통하여 윤활유(2)의 시료를 채취하여 오염도, 점도, 색상 등을 확인할 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 저진공 방식 윤활유 재생장치(10)는 윤활유(2)의 상태에 따라 가동을 제어하는 제어부(700)를 구비한다. 제어부(700)는 수분 센서(26), 온도 센서(434), 진공 센서(442)와 오일 오염도 센서(604)를 포함한다. 제어부(700)의 모니터링 컴퓨터 장치(Monitoring computer device: 702) 또는 중앙 처리 장치(Central processing unit, CPU), 컨트롤러(Controller)는 수분 센서(26), 온도 센서(434), 진공 센서(442)와 오일 오염도 센서(604) 각각에 연결되어 있다. 제어부(700)는 수분 센서(26), 온도 센서(434), 진공 센서(442)와 오일 오염도 센서(604) 각각으로부터 전송되는 신호를 프로세싱하여 윤활유 재생장치(10)의 가동을 제어한다. 모니터링 컴퓨터 장치(702)는 사용자 인터페이스(704)로 터치 스크린(706), 모니터, 키보드(Key board), 경고등(Warning light), 경보기(Alarm), 스피커(Speaker) 등을 구비한다. 몇몇 실시예에 있어서, 모니터링 컴퓨터 장치(702)는 정제유(4)의 수위에 따라 윤활유 재생장치(10)의 가동을 제어할 수 있도록 저준위, 고준위 및 임계준위 레벨 센서(436-1, 436-2, 436-3) 각각에 연결될 수 있다.
지금부터는, 이와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 저진공 방식 윤활유 재생장치에 대한 작용을 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 메인 펌프(102)의 구동에 의해 오일 탱크(20)에 저장되어 있는 윤활유(2)는 오일 석션 필터(24), 5㎛ 필터(104), 삼방 밸브(210)의 제1 및 제2 포트(210a, 210b), 이온교환 필터(202)와 2㎛ 필터(302)로 공급된다. 윤활유(2)에 함유되어 있는 입자 오염물은 오일 석션 필터(24), 5㎛ 및 2㎛ 필터(104, 302)의 여과에 의해 제거된다. 윤활유(2)에 함유되어 있는 용해 상태의 오염물은 이온교환 필터(202)의 여과에 의해 제거된다. 이와 같이 5㎛ 및 2㎛ 필터(104, 302)의 1차 및 2차 여과에 의해 입자 오염물을 제거하고, 이온 교환 필터(202)에 의해 용해 상태의 오염물을 제거함으로써, 윤활유(2)의 정제 효율을 높일 수 있다. 또한, 윤활유(2)의 교체 주기를 연장시킬 수 있고, 배관 및 장비의 부식을 방지하여 비용을 절감할 수 있다.
도 1과 도 4를 참조하면, 2㎛ 필터(302)의 여과를 거친 윤활유(2)는 히터(410)의 작동에 의해 가열된 후 분사기(422)에 공급된다. 윤활유(2)는 수분 제거의 효율성을 위하여 히터(410)의 작동에 의해 약 50~60℃로 가열될 수 있다. 윤활유(2)는 히터(410)의 작동에 의해 가열되어 저진공 챔버(420)의 진공도에 의해 높은 기화율을 갖게 된다. 분사기(422)는 윤활유(2)를 상류 영역(420-1)에 분사하게 된다. 분사되는 윤활유(2)에 함유되어 있는 수분은 저진공 분위기에서 증발된다. 상류 영역(420-1)에서 수분이 제거된 정제유(4)는 타워 패킹(424)을 거쳐 하류 영역(420-2)로 보내진다. 타워 패킹(424)은 저진공 챔버(420) 안에서 분사되는 윤활유(2)의 체류 시간을 연장시켜 주게 된다. 따라서 저진공 분위기에서 윤활유(2)의 수분을 효율적으로 제거할 수 있게 된다.
한편, 윤활유(2)의 기화에 의해 생성되는 수분은 진공 펌프(440)의 작동에 의해 상류 영역(420-1)으로부터 파이프라인(30-6)을 통하여 배출된다. 파이프라인(30-6)을 통하여 배출되는 수분은 투명한 수분 배기 호스(448)에 맺히는 물방울을 통해 육안으로 확인할 수 있다. 수분은 진공 펌프(400)와 배기 필터(446)의 여과를 거쳐 증기로 배출된다.
계속해서, 정제유(4)는 배출 펌프(502)의 구동에 의해 하류 영역(420-2)으로부터 배출되어 솔레노이드 밸브(504)로 보내진다. 저준위 레벨 센서(436-1)의 작동에 의해 정제유(2)의 수위가 저준위로 검출될 경우, 정제유(4)는 솔레노이드 밸브(504)의 작동에 의해 하류 영역(420-2)으로 되돌아간다. 고준위 레벨 센서(436-2)의 작동에 의해 정제유(2)의 수위가 고준위로 검출될 경우, 정제유(4)는 솔레노이드 밸브(504)의 작동에 의해 오일 탱크(20)로 보내진다. 한계준위 레벨 센서(420-3)의 작동에 의해 정제유(2)의 수위가 고준위로 검출될 경우, 윤활유 재생장치(10)의 가동이 정지된다. 이와 같이 저진공 챔버(420)에 저장되는 정제유(2)의 수위에 따라 정제유(2)의 흐름과 윤활유 재생장치(10)의 가동을 제어하여 윤활유 재생장치(10)의 가동성 및 신뢰성을 높일 수 있다.
도 1과 도 2를 참조하면, 서브펌프(602)의 구동에 의해 5㎛ 필터(104)의 입구 측으로부터 윤활유(2)의 일부를 오일 오염도 센서(604)로 보낸다. 오일 오염도 센서(604)는 측정되는 오일 오염도를 모니터링 컴퓨터 장치(702)로 전송한다. 모니터링 컴퓨터 장치(702)는 오일 오염도 센서(604)로부터의 오일 오염도에 따라 윤활유 재생장치(10)의 가동을 제어한다. 모니터링 컴퓨터 장치(702)는 오일 오염도가 설정값 미만일 경우, 삼방 밸브(210)의 작동을 제어하여 제1 및 제2 포트(210a, 210b) 사이를 폐쇄하고, 제1 및 제3 포트(210a, 210c) 사이를 개방한다. 따라서 5㎛ 필터(104)를 지난 오염도가 낮은 윤활유(2)는 이온교환 필터(202)와 2㎛ 필터(302)로 공급되지 않고 분사기(422)로 곧바로 공급되어 수분 제거 과정을 거치게 된다. 이와 같이 윤활유(2)의 오염도에 따라 정제 과정을 제어할 수 있어 윤활유 재생장치(10)의 가동성을 높일 수 있다.
이상에서 설명된 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 권리범위는 설명된 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상과 특허청구범위 내에서 이 분야의 당업자에 의하여 다양한 변경, 변형 또는 치환이 가능할 것이며, 그와 같은 실시예들은 본 발명의 범위에 속하는 것으로 이해되어야 한다.
10: 저진공 방식 윤활유 재생장치 20: 오일 탱크
100: 1차 필터부 102: 메인 펌프
104: 5㎛ 필터 200: 이온교환 필터부
202: 이온교환 필터 210: 삼방 밸브
300: 2차 필터부 302: 2㎛ 필터
400: 저진공 방식 수분 제거부 410: 히터
420: 저진공 챔버 422: 분사기
424: 타워 패킹 440: 진공 펌프
500: 정제유 배출부 502: 배출 펌프
504: 솔레노이드 밸브 600: 윤활유 오염도 측정부
602: 서브펌프 604: 오일 오염도 센서
700: 제어부 702: 모니터링 컴퓨터 장치
704: 사용자 인터페이스 706: 터치 스크린

Claims (7)

  1. 오일 탱크로부터 펌프의 작동에 의해 공급되는 윤활유에 함유되어 있는 입자 오염물을 1차로 제거하는 1차 필터부와;
    상기 1차 필터부의 하류에 배치되어 상기 윤활유에 함유되어 있는 용해 상태의 오염물을 제거하는 이온교환 필터부와;
    상기 이온교환 필터부의 하류에 배치되어 상기 윤활유에 함유되어 있는 입자 오염물을 2차로 제거하는 2차 필터부와;
    상기 2차 필터부의 하류에 배치되어 상기 윤활유에 함유되어 있는 수분을 저진공 분위기에서 제거하는 저진공 방식 수분 제거부와;
    상기 저진공 방식 수분 제거부로부터 수분이 제거되어 있는 정제유를 배출하는 정제유 배출부와;
    상기 1차 필터부로부터 상기 윤활유 중 일부를 상기 저진공 방식 수분 제거부로 보내면서 상기 윤활유의 오염도를 측정하는 윤활유 오염도 측정부와;
    상기 윤활유 오염도 측정부에 의해 측정되는 상기 윤활유의 오염도에 따라 상기 1차 필터부를 거친 상기 윤활유를 상기 이온교환 필터부와 상기 저진공 방식 수분 제거부 중 어느 하나로 보내는 제어부를 포함하는 저진공 방식 윤활유 재생장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 오일 탱크와 상기 1차 필터부 사이에 장착되어 있는 오일 석션 필터와, 상기 오일 석션 필터의 하류에 배치되어 상기 윤활유의 수분을 측정하는 수분 센서를 구비하고,
    상기 1차 필터부는 5㎛ 이상의 입자 오염물을 여과하는 5㎛ 필터와, 상기 5㎛ 필터의 입구 측과 출구 측 사이의 차압을 검출하여 상기 메인 펌프의 구동을 제어할 수 있도록 상기 5㎛ 필터의 입구 측과 출구 측을 연결하는 압력 검출 라인에 장착되어 있는 차압 스위치를 구비하며,
    상기 2차 필터부는 2㎛ 이상의 입자 오염물을 여과하는 2㎛ 필터와, 상기 2㎛ 필터의 입구 측과 출구 측 사이의 차압을 검출하여 상기 메인 펌프의 구동을 제어할 수 있도록 상기 2㎛ 필터의 입구 측과 출구 측을 연결하는 압력 검출 라인에 장착되어 있는 차압 스위치를 구비하는 저진공 방식 윤활유 재생장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 저진공 방식 수분 제거부는,
    상기 1차 필터부와 상기 2차 필터부 중 어느 하나로부터 공급되는 상기 윤활유를 가열하는 히터와;
    상기 히터의 하류에 배치되어 있고, 상기 윤활유에 함유되어 있는 수분의 제거를 위하여 저진공 분위기를 조성하며, 상기 윤활유의 공급을 위하여 위쪽에 위치하는 상류 영역과 상기 정제유의 저장을 위하여 아래쪽에 위치하는 하류 영역을 갖는 저진공 챔버와;
    상기 1차 필터부와 상기 2차 필터부 중 어느 하나로부터 공급되는 상기 윤활유를 상기 상류 영역에 분사하는 분사기와;
    상기 상류 영역과 상기 하류 영역 사이에 상기 윤활유의 체류 시간을 연장할 수 있도록 충전되어 있는 타워 패킹과;
    상기 상류 영역에 연결되어 상기 수분을 배출하는 진공 펌프를 구비하는 저진공 방식 윤활유 재생장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 저진공 방식 수분 제거부는 상기 하류 영역에 저장되는 상기 정제유의 수위를 측정할 수 있도록 상기 하류 영역에 장착되어 있는 저준위, 고준위 및 임계준위 레벨 센서를 구비하고,
    상기 정제유 배출부는 상기 하류 영역에 저장되어 있는 상기 정제유를 펌핑하는 배출 펌프와, 상기 배출 펌프와 연결되어 상기 정제유를 상기 오일 탱크와 상기 저진공 챔버 중 어느 하나로 보내는 솔레노이드 밸브를 구비하며,
    상기 솔레노이드 밸브는 상기 정제유의 수위가 상기 저준위 레벨 센서에 의해 측정되는 저준위일 경우 상기 정제유를 상기 저진공 챔버로 되돌려 보내고, 상기 정제유의 수위가 상기 고준위 레벨 센서에 의해 측정되는 고준위일 경우 상기 정제유를 상기 오일 탱크로 보내도록 구성되어 있는 저진공 방식 윤활유 재생장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 저진공 챔버와 상기 진공 펌프 사이를 연결하는 파이프라인에 상기 수분의 배출을 육안으로 확인할 수 있도록 투명한 수분 배기 호스가 연결되어 있는 저진공 방식 윤활유 재생장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 1차 필터부의 입구 측에서 상기 윤활유의 수분을 측정하는 수분 센서와, 상기 저진공 방식 수분 제거부를 구성하는 저진공 챔버에 저장되는 상기 정제유의 온도를 측정하는 온도 센서와, 상기 저진공 챔버로부터 수분을 배출하는 진공 펌프에 연결되어 있는 진공 센서와, 상기 윤활유 오염도 측정부를 구성하는 오일 오염도 센서를 구비하고, 상기 수분 센서, 상기 온도 센서, 상기 진공 센서와 상기 오일 오염도 센서로부터의 신호를 프로세싱하여 상기 윤활유의 정제를 제어하도록 구성되어 있는 저진공 방식 윤활유 재생장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 오일 오염도 센서에 의해 측정되는 상기 윤활유의 오염도가 설정값 이상이면 상기 윤활유를 상기 이온교환 필터부로 공급하고, 상기 윤활유의 오염도가 설정값 미만이면 상기 윤활유를 상기 저진공 챔버로 공급하도록 구성되어 있는 저진공 방식 윤활유 재생장치.
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